浅谈再生粗骨料在混凝土在的应用

1、浅谈再生粗骨料在低强度等级混凝土中的应用余长虹，朱浩亮，李军摘要：本文主要讨论了再生粗骨料在普通混凝土配合比设计的基础上进行预吸水 。并通过掺加粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和缓凝高效减水剂的方法成功配制出同时满足工作性和强度要求的再生混凝土。再生骨料的有效利用替代了天然骨料，即资源化利用，具有重大战略意义，不仅有利于推进绿色、低碳、循环经济发展。还有利于建设生态文明、建设资源节约型、环境友好型社会发展，在转变经济发展方式中培育新的经济增长点。关键词：再生粗骨料 再生混凝土 强度前言：据有关行业资讯，近几年，我国每年产生的建筑垃圾总量约15.5亿吨至24亿吨，占城市垃圾的比例约40%。由于未来数年，我国将加速推进城镇化，新型建筑将快速增加，建筑垃圾排放量会越来越大。因此，未来十几年将是我国建筑垃圾大量产生的时期。建筑垃圾其实全是宝，绝大部分建筑垃圾是可以作为再生资源重新利用的。在经过有效开发后，我国的建筑垃圾利用率最终可达95%，尤其是建筑垃圾经分选、破碎、筛分加工后，大多可以作为再生骨料资源重新利用。例如，再生骨料、再生砖作为直接应用于工程建设的建筑材料，完全可以替代现用的天然砂石及普通砖类

2、墙体材料，对解决建筑材料生产资源短缺及巨大的能源消耗具有显著意义。如果建筑垃圾资源能得到合理化应用，不仅能有效地提升中国建筑垃圾资源化率、节约宝贵的土地资源、减少碳排放，为全球气候变化做出巨大贡献，还能减少对地下水的污染、减少城市PM2.5产生和每年减少矿山及河道开采砂石15亿吨以上，使其再生产品和回收产品每年价值超过7000亿元，增加就业超过48万人，实现环境效益、社会效益和经济效益的统一，是利国富民的重大举措。一、 原材料1、 水泥：各项物理性能如表1，符合GB175-2007标准要求。表1 水泥物理性能检测数据品牌产地牌号标准稠度用水量/ml初凝时间/min终凝时间/min3d强度/MPa28d强度/MPa海螺广东英德PO42.5R12618521828.748.42、 细骨料：广东惠州的河砂，符合JGJ52-2006标准要求。表2：砂性能检测数据产地细度模数含泥量泥块含量级配区惠州2.91.4%0.4%级中砂3、 再生粗骨料：深圳市华全环保科技有限公司生产的510mm，525mm连续级配再生粗骨料，符合GB/T25177-2010类标准要求，详细指标如表3表3 再生粗骨料性能检

3、测数据表观密度kg/m3微粉含量/%泥块含量/%针片状颗粒含量/%压碎指标/%吸水率/%颗粒级配25100.70.66.414.64.3525mm连续粒级4、 原生骨料：深圳布吉石场产510mm，525mm连续级配碎石，符合JGJ52-2006要求。表4：原生粗骨料性检测数据产地表观密度kg/m3针片状 含量%压碎指标%含泥量%泥块含量%颗粒级配深圳布吉26306.911.20.50.2525mm连续粒级5、 粉煤灰：深圳妈湾电厂生产的F类级粉煤灰，细度21.5%，需水量比99%。符合GB/T1596-2005标准要求。6、 粒化高炉矿渣粉：河北唐山产S95级矿粉，比表面积482m2/kg，流动度比97%，28d活性指数113%。符合GB/T18046-2008标准要求。7、 缓凝高效减水剂：深圳市五山生产的N型萘系减水剂，符合GB8076-2008标准要求。8、 水：自来水，符合JGJ63-2006标准要求。二、 配合比试验1、为了防止再生粗骨料在试配过程中吸收混凝土中的水，造成混凝土坍落度损失变大，先将再生粗骨料进行预吸水，试配称量碎石的质量应为碎石本身的质量再加上碎石所吸水部分的

4、质量。试配的配合比如表3表5 各强度等级配合比试配编号强度等级设计坍落度/mm水泥kg/m3矿粉kg/m3粉煤灰kg/m3砂kg/m3510再生碎石kg/m3525再生碎石kg/m3外加剂kg/m3水kg/m3SZ01C10140-160110301109101008605.5184SZ02C15140-160120401108811008856.3178SZ03C20140-160140501008411009207.0172SZ04C25140-1601506090820100 9507.8167SZ05C30140-16016090807851009608.51662、由于配合比中掺有大量矿物掺合料，此次试配留置试块时，留有60d龄期试块，以观察再生混凝土28d龄期强度到60d龄期强度的增长情况。详细数据如表6表6 再生骨料试配各龄期强度及坍落度情况试块编号强度等级出机坍落度/mm1.5h后坍落度/mm3d强度/MPa7d强度/MPa28d强度/MPa60d强度/MPaSZ01C101701455.48.512.417.6SZ02C151751459.412.618.822.7S

5、Z03C2017515011.716.424.929.3SZ04C2519517015.922.330.235.3SZ05C3019517517.423.333.439.7从表6中可以看出，各强度等级的再生混凝土28d龄期强度都满足要求，60d龄期强度都大于试配强度，28d到60d龄期强度增长率为18%30%。1.5h后的坍落度都能满足工地施工要求。3、对SZ04，SZ05进行抗渗性能试验，28d龄期均能满足P6抗渗要求。4、采用原生骨料进行配合比对比试验，为对比具有直观性，原生骨料配合比与再生骨料配合比采用的各项数据全部一致。试配试验数据如表7 表7： 原生骨料试配各龄期强度及坍落度情况试块编号强度等级出机坍落度/mm1.5h后坍落度/mm3d强度/MPa7d强度/MPa28d强度/MPa60d强度/MPaSY01C101751455.28.111.816.8SY02C151751458.711.918.621.8SY 03C2018015012.315.925.229.3SY 04C2519016016.222.131.135.7SY 05C3019017018.424.935.3

6、41.2 通过表6与表7的对比，可以发现相同强度等级的再生混凝土强度与普通混凝土强度差别不大，再生粗骨料在低强度等级混凝土中完全可以全部替代原生粗骨料。三、 试生产为了进一步验证再生粗骨料是否能用于实际生产C30强度等级以下的混凝土，等试配的混凝土3d龄期强度出来后，特意将某工地非承重构件花架的其中一车8方设计坍落度140-160mm的C30混凝土中原生粗骨料全部替换成再生粗骨料，经过取样试验，混凝土出厂坍落度185mm，混凝土和易性满足工地施工要求，留置4组试块，龄期分别为3d、7d、28d、60d.。派出技术员全程跟踪此车并记录此车混凝土的浇筑位置，观察此车到工地后混凝土状态，历经1h的车程，混凝土坍落度目测170mm，吊完此车混凝土共花费1.5h，最后混凝土坍落度目测145mm，满足工地设计坍落度要求，2.5h混凝土坍落度损失约为40mm。试验室留置试块28d龄期强度为33.8MPa，60d龄期强度为39.1MPa，工地花架构件60d回弹平均强度为37.7MPa，与另外的花架构件回弹强度相差不大。四、经济效益与社会效益目前，深圳市场上525mm碎石每吨约65元，再生粗骨料每吨约35元，按每方混凝土1吨碎石进行估算，使用再生骨料的低标混凝土每立方可节省约30元材料成本，以公司一个站点总方量40万方的30%计算，约节省12万吨原生粗骨料，给公司带来约360万元的纯利润，建筑垃圾堆放占用大量土地，1万吨建筑垃圾如果堆起来，要占地2.5亩，同时也给社会节省了约30亩的土地。五、 结论1、 在小于或等于C30强度等级混凝土中，再生粗骨料可全部替代原生粗骨料，两者混凝土的性能差异性不大，混凝土强度和耐久性均能完全满足设计要求，但在生产过程中应注意再生骨料的吸水率偏高的问题。2、 对于大于C30强度等级混凝土中再生骨料的运用，还需通过试验进行论证。3、 使用再生粗骨料可以大大降低商品混凝土企业原材料成本，增加市场竞争力。参考文献：1普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）2混凝土用再生粗骨料（GB/T25177-2010）

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